關于安全儀表系統標準幾個重要論題的辨析

葉向東

(中國石化工程建設有限公司,北京 100101)

IEC61508和IEC61511是安全儀表系統主要的兩個標準,閱讀和分析這兩個標準對于安全儀表系統的設計、應用和理解都有必要,但不可將IEC這兩個標準當做金科玉律!國家和區域標準的執行比國際、國外標準優先!這是國際通行慣例,也是主權問題。不是照搬照抄國際標準就是與國際“接軌”了,與國際“接軌”也不一定符合中國工程建設的具體情況和需要,而是應該取其精華、去其糟粕,解析、清楚其中的知識和技術,為我所用。等同翻譯的GB/T20438,GB/T21109 兩個國家標準可以作為閱讀參考,由于有些條文翻譯的文不達意,常需要看原文才能準確理解。然而,IEC標準的原文有不準確、不妥當、不適合工程的條文和用語,等同翻譯的國家標準也有錯誤和費解之處,更形成閱讀、理解的困難,需要讀者根據專業知識分析、明辨。本文以IEC61511-1為主,例舉討論安全儀表系統的一些問題,對比GB/T50770—2013《石油化工安全儀表系統設計規范》[1],提出對IEC61511的一些分析和建議以及對一些疑問的解析,談談怎樣理解和參考該標準。

1 IEC61511標準的目的及標準性質

根據IEC61511的引言：“目的是為了使儀表有效地用于安全功能,應達到某些最低標準和性能水平?！币肎B/T21109翻譯的引言：“本標準針對采用電氣/電子/可編程電子(E/E/PE)設備組成,用于實現安全功能的系統的全部安全運作期間的活動,提出通用的方法。采用這種通用方法是為了所有以電為基礎的安全相關系統提出一致的、合理的技術策略。主要目的是在IEC61508系列的基礎上開展產品和應用行業標準的編制”。在4.2節中提出：“有些要求可能不需要,不滿足這些要求也是可接受的”。這個用于過程工業的安全儀表系統的標準適用范圍：“涉及從初始概念、設計、實現、運行和維護到停用的所有運行期間各階段;可以使國家過程工業現有的或新的標準與本標準協調一致”。

所以,IEC的這兩個標準是建議性質的,是供各國用來編制本國標準時協調趨同的。縱覽全文,可以看到IEC這兩個標準中的很多條文僅僅是參考的,是可以靈活運用的,有些條文還明確提出了不同的方法和應用條件。

根據IEC61511的引言：“在權限上,管理當局(如國家、省、區、市等)的過程安全設計、過程安全管理或其他的規定應比本標準中定義的要求優先考慮”。據此,除了按照標準的指導方法確定安全儀表系統的全部工作外,管理當局、保險公司、業主的意志和權限是優先的。他們可以不經評估和分析就主觀確定安全儀表系統的工作和設備的配置,承擔責任和后果。原國家安全生產監督管理總局40號令、安監總管三〔2014〕116號等一系列指令文件就屬于這樣一種管理規定。

IEC61511是一種建議性質的技術標準,規定了安全儀表系統存在期間的工作技術指導,從技術上說明該怎么做,僅僅是一種“科普”性質的技術指南或建議。涉及“方案設計、評估、審查、基礎設計、工程設計、集成、出廠測試、安裝、驗收、維護、變更、改造、再投用等階段”,卻沒有說明招投標、采購、制造、軟硬件集成的過程,是一種缺失。該標準是需要轉化后再用于工程設計的。

GB/T50770—2013[1]為適應石油化工行業安全儀表系統的工程設計,在IEC61511的技術基礎上編制明確的、可應用的、可執行的工程設計規范,規定了安全儀表系統工程設計的具體工作,規定工程設計該做什么。該規范[1]脫離不開IEC61511的框架和技術說明的限制,既沒規定清楚設計單位的工作,也沒辦法說清楚IEC61511的意圖,只能從工程設計實踐的角度編制。

GB/T21109.1—2007[2]譯文：“規定了實現功能安全的要求但未規定誰負責實現這些要求(如設計師、供應商、所有權公司、運營公司、承包商);根據安全規劃、管理和國家法規的情況,責任可能指派到不同的責任方”。既不規定責任方,也不規定涉及國家及地區管理的內容,由工作范圍可以看出,實際上也很難規定。作為標準規范,一般不規定專業分工,但應規定和清晰各專業的工作范圍,這就是專業標準存在的原因。俗話說： 隔行如隔山,跨越了或混淆了專業,事情就會有很多麻煩。

2 幾個重要術語的辨析

2.1 安全儀表系統

IEC61511-1： 2003[3]原文：

safety instrumented system (SIS) —— instrumented system used to implement one or more safety instrumented functions. An SIS is composed of any combination of sensor(s), logic solver(s), and final elements(s).

Note 1 This can include either safety instrumented control functions or safety instrumented protection functions or both.

GB/T21109.1—2007[2]的譯文：

安全儀表系統——用來實現一個或幾個儀表安全功能的儀表系統,SIS可以由傳感器、邏輯解算器和最終元件的任何組合而成。

注1： 可包含儀表安全控制功能,或包含儀表安全保護功能,或都包含。

分析： 安全儀表系統可以是“任何組合”嗎?如果沒有測量儀表就沒有工藝過程變量的測量;如果沒有控制器,就不能設定安全限度指令,也不能實現邏輯控制,難道要用測量儀表直接驅動執行儀表嗎?如果沒有執行儀表怎么實現安全功能?不需要執行安全功能的動作嗎?所以“任何組合”的說法不對!正確的定義應當是： 實現儀表安全功能的儀表系統,由測量儀表、邏輯控制器和執行儀表組成。

IEC61511-1： 2016[4]關于安全儀表系統的定義仍未變化,原文：

safety instrumented system —— instrumented system used to implement one or more SIFs.

Note 1 to entry： A SIS is composed of any combination of sensor(s), logic solver(s), and final elements(s).

增加內容： It also includes communication and ancillary equipment(e.g.,cables,tubing,supply,impulse line,heat tracing).

使安全儀表系統延伸到電纜、儀表引壓配管、供電、取源管線、伴熱,形成了既矛盾,又非常復雜、難以解決的新問題,是不是與系統有關的部件和設施都囊括在系統范圍內呢?在系統確認和驗證中就會遇到結構組成和無數據可用的麻煩。

2.2 測量儀表

IEC61511-1： 2003原文：

sensor —— device or combination of devices, which measure the process condition (for example, transmitters, transducers, process switches, position switches).

明明說的是測量過程條件的儀表設備,并給出了變送器、轉換器、過程開關、位置開關等例子,而GB/T21109.1—2007[2]卻直譯成了傳感器,意思不準確,怎么解釋都別扭。而GB/T50770—2013[1]中測量儀表的術語,就準確了。

2.3 邏輯控制器

在GB/T21109.1—2007[2]中把logic solver直譯成“邏輯解算器”,而邏輯學的標準名稱是邏輯運算,所以應該是邏輯運算器。在安全儀表系統中采用安全配置的邏輯運算器(safety configured logic solver),即為邏輯控制器。

IEC61511-1： 2003[3],IEC61511-1： 2016[4]原文：

logic solver —— that portion of either a BPCS or SIS that performs one or more logic function(s).

Note 1 In IEC 61511 the following terms for logic systems are used：

- electrical logic systems for electro-mechanical technology;

- electronic logic systems for electronic technology;

- PE logic system for programmable electronic systems.

Note 2 Examples are： electrical systems, electronic systems, programmable electronic systems, pneumatic systems, hydraulic systems. Sensors and final elements are not part of the logic solver.

GB/T21109.1中的譯文：

邏輯控制器——實現邏輯功能的設備,可以是過程控制系統的一部分,也可以是安全儀表系統的一部分。

注1： 在IEC61511中邏輯系統使用了下列術語：

—機電技術的電氣邏輯系統;

—電子技術的電子邏輯系統;

—可編程電子系統的可編程邏輯系統。

注2： 例如： 電氣系統、電子系統、可編程電子系統、氣動系統、液壓系統。

由該術語可知： 可編程控制器(PE logic system for programmable electronic systems)是邏輯運算器中的一種,是現在安全儀表系統中最常用的一種控制器。根據IEC61511-1： 2003[3]的11.5節和IEC61511-2： 2003附錄C[5],這種PLC是在安全應用中專門配置的工業通用型可編程序的邏輯運算器PE,明確了安全儀表系統所用的PLC為“安全PLC”,所以安全儀表系統的“邏輯運算器PE”即為術語“安全PLC”。

用于安全儀表系統的控制器,稱為“安全控制器”。雖然多數情況下安全控制作用都是邏輯控制,IEC61511-1也說過程工業中的安全連續控制極少,但既然有連續控制就不僅僅是邏輯運算器能夠勝任的,是需要連續控制的,所以應以安全控制器作為總稱,也體現出是用于安全儀表系統的控制器,有別于其他用途的控制器。

2.4 執行器

IEC61511-1： 2003的原文[3]：

Final element —— part of a safety instrumented system which implements the physical action necessary to achieve a safe state.

Note： Examples are valves, switch gear, motors including their auxiliary elements, for example, a solenoid valve and actuator if involved in the safety instrumented function.

GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

最終元件——執行實現某種安全狀態所必需的實際動作的安全儀表系統的部分。

注： 例如閥門、開關裝置、電機及其附屬元件,如實現儀表安全功能的電磁閥和執行機構。

分析： 該術語原文和譯文同樣都不是行業的專業術語?！霸笔侵竼误w的、比較小的、功能單一的器件,例如： 電子元件、電氣元件。閥門、開關裝置、電機根本就不能稱為元件。根據意思應該翻譯成執行器、執行單元、執行設備。定義應該譯為： 安全儀表系統中執行實現安全狀態動作的設備。

流程工業的執行器多數為控制閥,也可細分為調節閥和開關閥等類型。

由于過程控制多采用調節閥,安全狀態轉移多采用開關閥,所以共用閥門時應分別設置,安全儀表系統的開關動作應優先,不受過程控制的影響。

安全儀表系統必須有執行器,如果沒有執行器也能實現安全功能,實現工藝過程的安全,說明過程具有必然自穩定特性,那就不需要安全儀表系統了。

2.5 安全使用期

IEC61511-1： 2003原文[3]：

Safety life cycle —— necessary activities involved in the implementation of safety instrumented function(s) occurring during a period of time that starts at the concept phase of a project and finishes when all of the safety instrumented functions are no longer available for use.

GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

安全生命周期——從項目概念階段開始到所有的儀表安全功能不再使用時實現儀表安全功能的必要活動。

分析： 該術語翻譯非常不準確,應為： 安全使用期、安全運行期。根據該術語定義,a period of time 是一段時間,說明safety life-cycle是使用期間,不應該直譯成借用詞“生命”和“周期”。從原文的定義可以看出,就是系統的運行時期或生存期,中文用詞應該是壽命期間。應翻譯成安全壽命或安全使用期。如果用“生命”,應該是生存期,如果用“周期”應該是適用周期,不可生硬地翻譯。該類詞匯日常使用未必不可,但作為標準的術語,應該嚴格、嚴謹、科學、經典。同樣,不可因為文獻[2]翻譯了術語,文獻[1]就不能變動而沿用,其他術語也是這樣。就像激光不能用“鐳射”這個詞,因為激光與鐳射沒有絲毫關系。

2.6 運行模式

IEC61511-1： 2003原文[3]和GB/T21109.1—2007的譯文[2](逐句對照)：

mode of operation 操作模式——way in which a safety instrumented function operates. 儀表安全功能運行方式。

demand mode safety instrumented function 要求模式下的儀表安全功能——where a specified action (for example, closing of a valve) is taken in response to process conditions or other demands. ...... 響應過程條件或其他要求而采取一個規定動作(如關閉一個閥門)的場合,……

continuous mode safety instrumented function 連續模式下的儀表安全功能

……

Note 2 In demand mode applications where the demand rate is more frequent than once per year, the hazard rate will not be higher than the dangerous failure rate of the safety instrumented function. In such a case, it will normally be appropriate to use the continuous mode criteria.

注2： 要求模式應用中,在要求率的頻率大于每年1次的情況下,危險率不高于儀表安全功能的危險失效率。在這種情況下,通常適宜使用連續模式準則。

再看IEC61511-1： 2016原文[4]和GB/T21109.1—2022的譯文[6]：

Mode of operation (of a SIF) (SIF的)運行模式——way in which a SIF operates which may be either low demand mode, high demand mode or continuous mode. SIF的運行方式,低要求模式、高要求模式或連續模式。

1)low demand mode： mode of operation where the SIF is only performed on demand, in order to transfer the process into a specified safe state, and where the frequency of demands is no greater than one per year. 低要求模式： 在這種運行模式下,SIF只有在要求時才動作,以將過程導入一個特定的安全狀態,并且要求的頻率不大于一年一次。

2)high demand mode： mode of operation where the SIF, is only performed on demand, in order to transfer the process into a specified safe state, and where the frequency of demands is greater than one per year. 高要求模式： 在這種運行模式下,SIF只有在要求時才動作,以將過程導入一個特定的安全狀態,并且要求的頻率大于一年一次。

3)continuous mode： ...... 連續模式： ……

分析： 根據原文的定義mode of operation應該翻譯為“運行模式”或“運行方式”。因為儀表安全功能(SIF)是沒有操作員行為的,是儀表安全功能的運行方式。根據IEC61511的說法,操作員行為是啟動一個安全功能或執行安全功能的一部分,并不直接參與工藝過程的操作和調整,操作員的行為如果是安全功能的一部分,具有約束條件,是執行安全功能,而不是工藝操作。GB/T21109.1—2022[2]翻譯成“運行模式”就準確了。

安全功能的運行和行為都是由安全儀表系統按照預先設定的邏輯程序自動完成的。

“Demand”在GB/T21109.1中翻譯為“要求”是不正確的?！癉emand”在這里不是主動要求,而是被動響應。在儀表安全功能的運行模式中,是指觸發或指令啟動的意思,根據該術語定義的描述和對應術語“連續運行模式”,應為離散、間歇、或響應模式。該術語注2中的the demand rate(GB/T21109.1譯文： 要求率)更是莫名其妙!根據原文譯成觸發頻率就容易明白了。

在IEC 61511-1： 2003的3.2.43.1中定義了響應(間歇)運行模式,在3.2.43.2中定義了連續運行模式[3]。而在IEC61508-1： 1998[7],IEC61508-1： 2010[8],IEC61511-1： 2016[4]中定義了低頻響應模式和高頻響應模式,采用的目標失效率的2個表格也不一樣!

GB/T21109.1中多次出現“要求”這個詞,表達的意思是完全不一樣的。例如：“有些要求是不需要的”,“實現功能安全的要求但未規定誰負責實現這些要求”,“執行要求的功能”,“無能力按要求執行”等。在IEC61511-1： 2016/GB/T21109.1—2022的11.4.5條中的同一張表格(表6)中,出現了4個“要求”,意思都不一樣。

原文定義的含糊、表格的不一致、譯文的錯誤造成了嚴重的混亂,讀者莫衷一是。

正確的術語(即便是原文用詞的含糊)應該是： mode of operation—運行模式,demand mode—響應模式,low demand mode—低頻響應模式,high demand mode—高頻響應模式,與continuous mode—連續模式,剛好對應。

2.7 安全度

IEC61511-1： 2003原文[3]：

safety integrity —— average probability of a safety instrumented system satisfactorily performing the required safety instrumented functions under all the stated conditions within a stated period of time.

GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

安全完整性——安全儀表系統在規定的時段內、在所有規定條件下滿足執行要求的儀表安全功能的平均概率。

再看IEC61511-1： 2016原文[4]：

safety integrity —— ability of the SIS to perform the required SIF as and when required.

GB/T21109.1—2022[6]的譯文：

安全完整性——在要求時執行所需SIF的SIS能力。

分析： safety integrity應當譯成安全程度、安全度。用“完整性”來描述安全儀表和狀況是不確切的!從IEC61511-1原文的定義看,“平均概率”“能力”就是程度,而不是“完整性”。根據“概率表”和“頻率表”可知是一種程度、水平和衡量。GB/T20438早期版本翻譯成“安全度”就比較準確。哪怕翻譯成“安全功能”都是合適的。

定義： 安全儀表系統在規定的時間、規定的條件下用平均概率表示的執行儀表安全功能的程度。

這樣的定義就很明確。是程度而不是“完整性”,“概率”。清楚了安全程度,安全度等級就清楚了。

2.8 安全度等級

IEC61511-1： 2003中定義原文：

safety integrity level (SIL) —— discrete level (one out of four) for specifying the safety integrity requirements of the safety instrumented functions to be allocated to the safety instrumented systems. Safety integrity level 4 has the highest level of safety integrity; safety integrity level 1 has the lowest.

Note 1 The target failure measures for the safety integrity levels are specified in Tables 3 and 4.

Note 2 It is possible to use several lower safety integrity level systems to satisfy the need for a higher level function (for example, using a SIL 2 and a SIL 1 system together to satisfy the need for a SIL 3 function).

Note 3 This term differs from the definition in IEC 61508-4 to reflect differences in process sector terminology.

清楚的譯文：

安全度等級 safety integrity level (SIL)——規定儀表安全功能程度的離散等級(使用4個數字之一)。SIL4是安全程度的最高等級,SIL1為最低等級。

注1： 安全度等級的級別失效量值見規范中的表3和表4。

注2： 可以使用幾個安全度等級較低的系統滿足一個較高安全度等級功能的需要(例如： 用一個SIL2和一個SIL1的系統共同滿足一個SIL3功能的需要)。

注3： 本術語與GB/T20438.4中的定義有差別,反映過程工業領域術語的差異。

安全程度和安全度等級是IEC61508,IEC61511這兩個標準的核心術語,應當根據意義慎重翻譯,不應直譯。

注意： 上述注2中的“安全度等級較低的系統(systems)”“較高安全度等級功能(function)”的用詞非常準確!意思是安全度等級較高的安全功能不僅可以用安全度等級較高的安全儀表設備實現,還可以分解成幾個安全度等級較低的安全功能,用幾個安全度等級較低的安全儀表設備實現。

2.9 安全度等級表

關于安全(程)度等級表,IEC61511-1： 2003[3],IEC61511-1： 2016[4],IEC61508-1： 1998[7],IEC61508-1： 2010[8]四個版本略有不同。最大的區別是： 后三個版本把高頻響應與連續運行模式放到了一個表。

1)IEC61511-1： 2003[3]。安全程度等級： 響應模式的失效概率見表1(規范中為表3)所列,安全程度等級： 連續模式的SIF的危險失效頻率見表2(規范中為表4)所列。

表2 Continuous Mode of Operation連續運行模式

表3 For a low demand mode of operation 低頻響應運行模式

表4 High demand or continuous mode of operation高頻響應或連續運行模式

表1和表2分別確定響應運行模式和連續模式。

2)IEC61508-1： 1998[7],IEC61508-1： 2010[8]的表述。低頻響應模式安全功能的級別失效量值見表3(規范中為表2)所列,高頻響應模式或連續運行模式安全功能級別失效量值見表4(規范中為表3)所列。

表3確定低頻響應模式,表4確定高頻響應模式或連續運行模式。

3)IEC61511-1： 2016中的表述如下。

規范原文中的表4確定響應模式,表5確定響應模式或連續運行模式。沒有直接說明2個表的響應模式有什么區分。

表5 Terminology術語的差異

表4與IEC61511-1： 2003中的表3相同(略)。

表5與IEC61511-1： 2003中的表4相同(略)。

分析： IEC61508-1： 1998,IEC61508-1： 2010,IEC61511-1： 2003,IEC61511-1： 2016四個版本有三種區分模式的方法,兩種失效量值表格,讓讀者如何理解是好?如何遵循?

兩種失效量值表,一個是失效概率表,一個是失效頻率表。由于連續模式沒有次數,所以采用頻率,時間單位為小時。1年中有8 760 h,所以2個表的失效量值的數量級是一樣的。每年動作多于1次劃為高頻運行模式,與連續模式一樣嗎?如果一樣還用區分嗎?把高頻響應模式從失效概率表移到了失效頻率表,從這個角度也體現了high demand mode是具有頻率特征的高頻響應模式,而條文卻沒有說明高頻響應模式的頻率特征,級別失效量值頻率也不比概率苛刻,劃到連續模式用頻率表分級也顯得不恰當,有點怪。另外,平均失效概率和平均失效頻率都是需要有多次采樣數據的,是非常難以獲得的。

GB50770—2013[1]編制時對應參考文件為IEC61511,而引用的是IEC61508-1： 1998的表。雖然表格數值與IEC標準后來的兩個版本相同,但與IEC61511兩個版本的劃分不同。由于引用了不恰當的翻譯——“要求”,很多人不明白表中“等級”和“模式”的含義,為什么一個用概率,一個用頻率,實際上,這2張表是可以統一使用概率表的,因為實驗采樣(即使是根據檢維修數據統計)做法是一樣的。

2.10 儀表安全控制功能和儀表安全控制系統

1)儀表安全控制功能在IEC61511-1： 2003原文[3]：

safety instrumented control function —— safety instrumented function with a specified SIL operating in continuous mode which is necessary to prevent a hazardous condition from arising and/or to mitigate its consequences.

譯文：

儀表安全控制功能——運行在連續模式具有規定的SIL,防止發生危險工況、減輕危險后果的儀表安全功能。

2)儀表安全控制系統在IEC61511-1： 2003原文：

safety instrumented control system —— instrumented system used to implement one or more safety instrumented control functions.

Note Safety instrumented control systems are rare within the process industries. Where such systems are identified, they will need to be treated as a special case and designed on an individual basis. ......

譯文：

儀表安全控制系統——用于實現儀表安全控制功能的儀表系統。

注： 在過程工業中,儀表安全控制系統是極少見的,對這種系統,應作為一種特殊情況處理并設計單獨的系統,……

分析： 由以上2條術語可以推斷安全儀表系統不用于過程控制?！皟x表安全功能”在后來的版本翻譯成“安全儀表功能”。在術語“安全儀表系統”的注1中是“包含儀表安全控制功能”的,如果包括儀表安全控制功能,則安全儀表系統就可以實現儀表安全控制系統的功能,這與儀表安全控制系統的注“儀表安全控制系統是極少見的”矛盾。在IEC61511-1： 2016中[4],刪除了原儀表安全控制功能和儀表安全控制系統2條術語。

2.11 儀表安全功能

IEC61511-1： 2003原文[3]：

safety instrumented function (SIF) —— safety function with a specified safety integrity level which is necessary to achieve functional safety and which can be either a safety instrumented protection function or a safety instrumented control function.

GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

儀表安全功能(SIF)——具有特定SIL的、實現功能安全的儀表功能,既可以是一個儀表安全保護功能,也可以是一個儀表安全控制功能。

再看IEC61511-1： 2016原文[4]：

safety instrumented function SIF —— safety function to be implemented by a safety instrumented system (SIS).

GB/T21109.1—2022的譯文[6]：

安全儀表功能(SIF)——由安全儀表系統(SIS)實現的安全功能。

分析： SIF是最重要的概念之一,IEC61511-1： 2016/GB/T21109.1—2022的定義更準確一些。GB21109.1-2007[2]翻譯成“儀表安全功能”,2022版翻譯成安全儀表功能,沒有實質區別。

既然“儀表安全控制系統是極少見的”,SIF主要是安全保護功能,說到底,SIF就是安全聯鎖功能。

由此,可以用SIF運行過程說明安全儀表系統： 安全儀表系統是當過程變量超過安全限制值時,采取預先設定的相應控制動作,將過程導向安全狀態或實現超馳控制過程,實現安全功能的系統。安全控制與過程控制一樣是時刻測量工藝過程變量的,一旦發現越限立刻執行安全控制動作。千萬不要用“靜止”和“休眠”來形容,引起誤導。

2.12 控制系統

IEC61511-1： 2003原文[3]：

control system

......

Note The control system includes input devices and final elements and may be either a BPCS or an SIS or a combination of the two.

GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

控制系統

……

注： 控制系統包括輸入裝置和執行設備,可以是過程控制系統,也可以是SIS,或者是二者組合。

分析： IEC61511-1把控制系統分為過程控制系統和安全控制系統,這在專業標準中未嘗不可,是可以定義與其他文獻不同的內容的,但不意味著可以通用或用于其他文獻。

2.13 電氣/電子/可編程電子設備

IEC61511-1： 2003原文[3]及譯文：

electrical/electronic/programmable (E/E/PE);電氣/電子/可編程電子設備;

based on electrical (E) and/or electronic (E) and/or programmable electronic (PE) technology. 基于電氣(E)和/或電子(E)和/或可編程電子(PE)技術的設備。

Note The term is intended to cover any and all devices or systems operating on electrical principles and would include： 注： 本術語試圖包括以電原理工作的所有設備和系統,包括：

- electro-mechanical devices (electrical); 機電設備(電氣);

- solid-state non-programmable electronic devices (electronic); 固態非可編程電子設備(電子);

- electronic devices based on computer technology (programmable electronic) (see 3.2.55). 基于計算機技術的電子設備(可編程電子)(見3.2.55)。

分析： 在IEC61511-1： 2003[3]和IEC61508系列標準中明確整個標準體系的適用范圍是“電氣/電子/可編程電子設備”。但在IEC61511-1： 2016[4]中刪除了該術語,用可編程電子(PE)設備做為安全儀表系統控制器的主要設備;用非可編程系統(非計算機技術的系統)代替“電氣/電子”設備作為非主要的控制器,舉例增加了接線的電氣或電子系統以及機械、液壓或氣動系統。

2.14 可編程控制器

可編程控制器是常用的邏輯控制器,大家并不陌生。

IEC61511-1： 2003原文[3]和GB/T21109.1—2007的譯文[2]：

programmable electronics (PE) 可編程電子——electronic component or device forming part of a PES and based on computer technology. The term encompasses both hardware and software and input and output units. 基于計算機技術構成PES一部分的電子部件或裝置。本術語包括硬件和軟件及輸入和輸出單元。

Note 1 ...... Examples of process sector programmable electronics include： 注1： 過程領域可編程電子的例子包括：

- smart sensors and final elements; 智能傳感器和最終元件;

- programmable electronic logic solvers including 可編程電子邏輯解算器,包括：

- programmable controllers; 可編程控制器;

- programmable logic controllers; 可編程邏輯控制器;

- loop controllers. 回路控制器。

Note 2 This term differs from the definition in IEC 61508-4 to reflect differences in process sector terminology. 注2： 本術語的定義與IEC 61508-4中的定義有差別,反映過程工業領域術語的差異。

programmable electronic system (PES) 可編程電子系統

可編程電子系統(PES)結構和術語如圖1所示(IEC61511-1： 2003中為圖6,GB/T21109.1—2007中為圖6)。

圖1 可編程電子系統(PES)結構和術語示意

分析： 根據IEC61511-1中術語定義,可編程電子設備包括“傳感器”(測量儀表)和“最終元件”(執行器),而可編程電子系統(PES)基本結構中的PE不但不包括這兩部分,還把輸入設備、輸出設備,甚至輸入接口(AD轉換器)和輸出接口(DA轉換器,在IEC原文錯標成A-D)都劃到了PE外面。

根據IEC61511-1術語,“可編程電子設備PE”是“可編程電子系統PES”的一部分,包括：“可編程電子邏輯解算器”等,而“可編程電子邏輯解算器”又包括：“可編程控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、回路控制器”,而“邏輯解算器”的定義包括“可編程電子系統的可編程邏輯系統”等。

這些術語的相互關系和定義在IEC61511-1中確實有點混亂。

其實很簡單,這些東西就是一種電子程序設備——可編程控制器(PLC),是IEC61508,IEC61511的主要角色——PE,可以用來實現邏輯控制、順序控制和簡單的程序控制,也可以用來實現簡單的連續控制。在安全儀表系統中常用的是一種專門配置的工業通用型可編程序控制器,是一種安全控制器。這樣的定義不是很清楚嗎?

至于可編程控制器是什么?由幾部分組成?這是作為儀表工程師或者控制工程師的常識,不贅述。

2.15 過程控制系統

IEC61511-1： 2003原文：

basic process control system (BPCS) —— ...... which does not perform any safety instrumented functions with a claimed SIL ≥ 1.

GB/T21109.1—2007的譯文：

(基本)過程控制系統(BPCS)——……并不執行任何具有被聲明SIL≥1的儀表安全功能。

分析： 該術語的譯文非常別扭!IEC61511.1對這個術語的定義本來就不準確。“基本(basic)”一詞沒有意義!古今中外凡是“控制原理”、“過程控制”、“控制工程”等有關的教科書、著作、資料、書籍等文獻用詞全部是過程控制系統,沒有其他用詞!“基本”一詞有點畫蛇添足,科學技術的術語不應這樣隨意。GB/T21109.1也不應該直譯這個無中生有的詞,而是應該還其本來用詞“過程控制系統”。

IEC61511-1并沒有確定“基本過程控制系統”與“過程控制系統”的區別,會造成學術界用詞的混亂和概念的混淆。另外,有人把把BPCS理解為僅僅是DCS是極端錯誤的,這種錯誤會以訛傳訛,蔓延造成麻煩。

IEC61511-1的附錄列出了與IEC61508的差異,其中原規范表A.2列出了注釋為“全局性的術語”,其實并沒有其他含義。IEC61508-4的術語即為過程控制系統,IEC61511-1的術語卻為“基本過程控制系統”。 IEC61508-4的術語還多了一個同義詞： EUC控制系統,譯文為受控設備(EUC)的控制系統。這都不符合過程控制理論和工程的術語,應該一律稱為過程控制系統。

2.16 術語差異

IEC61511-1： 2003多處出現這樣的注釋[3]：

Note This term deviates from the definition in IEC 61508-4 to reflect differences in process sector terminology.

譯文——注： 本術語的定義與IEC 61508-4中的定義有差別,反映過程工業領域術語的差異。

同一個術語,在IEC61508和IEC61511 2個標準的說法竟然不一致,使人大為疑惑。為此IEC61511中匯總術語的差異見表5(規范中為表A.2)所列。

由表5可以看出2組術語的大相庭徑、截然不同!

IEC在IEC61511-1： 2016中[4],為了掩蓋術語的差異,刪除了2003版的附錄A。

但是將錯就錯,在IEC61511-1： 2016[4]的3.2術語說明中：“In some cases these definitions differ from the definitions of the same terms in IEC 61508-4： 2010. In some cases this is due to the terminology used in the process sector”。譯文： 某些術語的定義和IEC 61508-4： 2010中相同術語的定義不同,造成不同的原因可能是這些術語用于過程領域。

是這樣嗎?這些“不同”根本就不是“過程領域”造成的!

對于過程控制工程或流程工業,根本就沒有這種無中生有的術語,該說明中還說“there is no difference in the technical meaning between these definitions and the definitions of the same terms in IEC 61508-4： 2010.”譯文： 這些定義的技術含義和IEC 61508-4中相同的術語完全一樣。

是一樣嗎?如果是,為什么不用相同的術語呢?科技術語的使用應嚴格、嚴謹、嚴肅。

IEC61508和IEC61511 兩個標準的不同年代版本對關鍵和基礎術語的輕率和混亂造成了閱讀、參考和應用中的混亂,使讀者無所適從。

2.17 翻譯的問題

以上類似的問題還有一些,本文不一一列舉。原因一方面是IEC61508和IEC61511對術語和用詞的缺乏嚴謹、專業和科學,另一方面也看到GB/T21109,GB/T20438翻譯的粗糙、欠妥和外行,非常生硬并且脫離專業和實際工程,使得這幾個文獻在閱讀和應用時非常困難和費解。

IEC61508和IEC61511 兩個標準的術語不一致,不同版本也有修改和變化。而GB/T21109.1的不同時期版本的翻譯也不一樣。除了上述術語的問題,再舉一例： GB/T21109.1： 2003[2]把“impulse leads”翻譯成“脈沖導管”就是非常不專業的、錯誤的生硬翻譯,正確的用詞是“測量管路”。

科學、技術、標準等資料文獻的翻譯要準確,不可簡單以查字典譯單詞的方式生搬硬套,不但要符合原文的意思,還要遵循譯文語言(中文)的規律、特點和順暢,有時需要增加或減少文字以通順地表達原文意思。

GB50770—2013[1]糾正了IEC標準和等同翻譯的國標的一些術語錯誤,遺留一些遺憾,也應根據石油化工設計和應用多年的工程和運行實踐準確翻譯和定義術語,不能由于GB/T21109,GB/T20438翻譯在先,就將錯就錯地附和。(未完待續)